Det lipopolysaccharider (LPS) er de vigtigste komponenter i cellevæggen af gramnegative bakterier (75% af overfladearealet). LPS er komplekse kombinationer af lipider og kulhydrater, der er meget vigtige for at opretholde levedygtigheden og overlevelsen af bakterier.
Disse bakterielle stoffer, også kaldet endotoksiner, distribueres i alle miljøer fra bakterier i jorden, luft, vand og dyrefoder. På den anden side er de til stede i tarm-, vaginal- og oropharyngeal bakterieflora, der forurener en lang række menneskelige produkter..
Bemærk også, at lipopolysaccharider er kraftige inducere af proinflammatoriske stoffer såsom cytokininer, frie radikaler og produkter afledt af arachidonsyre..
Artikelindeks
LPS er ret komplekse stoffer med høje molekylvægte, som varierer kemisk mellem de forskellige grupper af gramnegative bakterier. De er meget beslægtede med leukocytter, på denne måde når de kommer ind i blodet, klæber de til dem, hvor hovedmålet er makrofager.
Produktion af cytokininer i overskud kan forårsage alvorlige kliniske tilstande såsom sepsis og septisk shock. Desuden er LPS involveret i modellering af patofysiologi af andre sygdomme, såsom hæmolytisk uræmisk syndrom..
LPS er ansvarlig for at forårsage voldelige inflammatoriske reaktioner hos mennesker, hvorfor det er toksiner, der findes i kroppen (endotoksiner).
Generelt kommer lipolysaccharider ikke ind i kredsløbssystemet gennem tarmen på grund af de tætte kryds, der danner tarmepitelet. Men når disse fagforeninger er kompromitteret, er der tarmpermeabilitet, de forårsager skade og fremskynder inflammatoriske processer.
LPS har immunogen og endotoksisk virkning og deltager i aktivering af immunsystemet og i formidling af adhærens til bakterier. Derudover repræsenterer de en virulensfaktor, der bidrager til den patogene proces og unddragelse af immunresponset..
Med hensyn til deres struktur kan det siges, at de er heterogene molekyler, da de består af en hydrofil region, der består af polysaccharider og en lipofil, kaldet lipid A.
Den første er den mest eksterne med hensyn til legemet af bakterien, der udgøres af en stor mængde polysaccharider med grene, som også er komplekse og meget specifikke for arterne af bakterier, også kendt som O-antigen. Dernæst kommer et lag af polysaccharider mindre komplekser, kaldet "kerne" eller kerne af oligosaccharider.
Sidstnævnte, i sin yderste region, præsenterer almindelige sukkerarter såsom D-glucose, D-Galactose, N-acetyl D-glucosamin og N-acetyl D-galactosamin og dens indre del med mindre almindelige sukkerarter såsom heptoser.
Denne polysaccharidregion binder til lipiddelen af molekylet (Lipid A) gennem 3-keto-2-dexocioctoninsyre (Kdo). Derudover er lipid A bundet kovalent til den ydre membran.
Regionen af lipid A består af et disaccharid, der generelt er bisphosphoryleret, acyleret med seks fedtsyrer, der kan have 12 til 14 carbonatomer. Dette genkendes på en specifik og følsom måde af komponenter af medfødt immunitet (fagocytter) og repræsenterer det immunreaktive centrum af LPS og en virulensfaktor..
Der er LPS, der i deres struktur indeholder de førnævnte regioner, delen af lipid A, en kerne af oligosaccharider og antigen O, de kaldes LPS S eller glatte lipopolysaccharider.
På den anden side kaldes de, hvor O-antigenet er fraværende, LPS R eller ru lipolysaccharider eller også lipo-oligosaccharider..
Den primære funktion af LPS i bakterier er at give en vis modstand mod fordøjelsen ved galdeblæren. Selvom LPS, selvom det er kemisk forskelligt fra phospholipider, har lignende fysiske egenskaber; på denne måde kan de deltage på samme måde i dannelsen af en membran.
Selvom LPS ikke i sig selv har toksicitet, skyldes den toksiske virkning deres binding til monocytter eller makrofager i retikulumendotelsystemet. Dette forårsager syntese og frigivelse af forskellige stoffer med pro-inflammatoriske egenskaber..
Disse stoffer inkluderer tumornekrosefaktor (TNF-α), interleukiner I-L1, I-L8, IL-12, IL-18, interferon-gamma (IFN-γ, blodpladeaktiverende faktor og forskellige kemokiner. Disse virkninger er også forårsaget i epitelial , endotelceller og glatte muskelceller med mere konserverede effekter..
LPS er kraftige aktivatorer af intravaskulær koagulation og de klassiske og alternative veje i komplementsystemet og sekretion af arachidonsyrebiprodukter, såsom prostaglandiner..
De sensibiliserer også andre celler ved at sænke aktiveringstærsklerne mod forskellige agonister, der inducerer frigivelse af frie radikaler, såsom dem, der er fri for ilt og kvælstof, IFN-y, blandt andre..
LPS aktiverer det medfødte immunrespons, der kun produceres af LPS-værtsinteraktionen, idet der sættes i gang vigtige mekanismer såsom fagocytose medieret af nukleare polymorfe (neutrofiler) og makrofager..
På den anden side griber det ind i de processer, der genererer betændelse, inducerer proinflammatoriske stoffer og aktiverer komplementsystemet medieret af den alternative vej. Hvis dette medfødte immunrespons ikke er tilstrækkeligt, aktiveres det cellulære og humorale immunrespons..
Genkendelse og signalering af LPS opstår, når de frigøres fra bakterievæggen, hvilket kan forekomme, når bakterien dør eller gennem LBP-proteinet (lipopolysaccharidbindende protein).
LBP, som er et plasmaprotein (lipidtransferase), danner LPS-LBP-komplekser i blodet. Derefter overfører dette protein LPS til CD14-molekylet, som er eneansvarlig for at genkende LPS og formidle dets biologiske funktion..
CD14 kan være som et opløseligt protein i blodet eller være forankret i membranen i celler, der udtrykker TLR4 (receptor), hvor de giver op LPS, fordi CD14 ikke kan krydse membranen og nå cytoplasmaet. Dette forhindrer kun dannelsen af LPS-svaret..
LPS bruges i laboratoriet til undersøgelse af forskellige tilstande som Alzheimers, multipel sklerose, inflammatoriske tarmtilstande, diabetes og endda autisme på grund af dets evne til hurtigt at forårsage inflammatoriske reaktioner. Hos patienter med disse sygdomme er niveauet af lipolysaccharider i blodet højt..
Når TLR4 transducerer signalerne om LPS-aktivitet, bidrager co-ekspression af proteiner relateret til TLR4, såsom MD-2, til at optimere signalet og danner et kompleks.
Dette kompleks favoriserer aktivering af et bredt netværk af cytoplasmatiske proteiner og rekruttering af det myeloide differentieringsprotein 88. Dette genererer translokation af transkriptionsfaktorer såsom IRF3 og NF-KB, som deltager i ekspressionen af gener relateret til produktion af cytokininer, kemokiner og aktiveringsmolekyler.
Alt dette fører til en stærk inflammatorisk reaktion, cellulær aktivering og reguleringsmekanismer medieret af IL-10. LPS i høje koncentrationer kan forårsage feber, øget hjerterytme og endda septiske chok.
Endnu ingen kommentarer